罗绵辉LUO Mian-hui；秦竹青QIN Zhu-qing

（①北京理工大学珠海学院，珠海 519088；②广州广重企业集团有限公司，广州511495）（①Beijing Institute of Technology，Zhuhai，Zhuhai 519088，China；②Guangzhou Guangzhong Enterprise Group Corp，Guangzhou 511495，China）

1 挠性转子高速动平衡技术

挠性转子不像刚性转子那样，经过低速动平衡就能达到工作转速上的平稳运行，而必须进行高速动平衡。挠性转子的平衡方法主要有模态平衡法和影响系数法。模态平衡法就是根据转子上随机分布的不平衡量能激起转子各阶振型及平衡重量组与主振型正交这一特点，采用了振型分离的方法，使转子逐阶得到平衡[1]。影响系数法就是利用线性系统中校正量和所测量之间的线性关系，用影响系数求平衡转子的方法，它操作简单，具有较高的平衡精度，并且适合利用计算机辅助计算，是一种多转速多平面的平衡方法。平衡重量组与主振型正交是模态平衡法的基本原理，而影响系数法则是利用平衡重量组与主振型并不正交，对转子进行综合平衡，以达到挠性转子平衡的目的，其最小二乘影响系数法的平衡校正量计算公式可表示为：

式中，N 为平衡（校正）面数；M 为振动总测点数；{U}为需加的校正质量；{X}为初始振动响应向量；{A}为影响系数矩阵[2]。

影响系数实际上反映了振型、支承刚度及其它各种影响因素的影响[3]。

2 DH8 高速动平衡机

高速动平衡机DH8 是德国申克公司开发生产，包含振动测量系数、真空系数、计算机辅助计算系统等。其中计算机辅助计算系统根据影响系数法原理，对转子振动信号进行分析处理，计算影响系数，得出最佳配重质量及其相位，实现转子全速动平衡。该机具有球面弹性对中功能，转子高速动平衡试验在真空环境下进行。DH8 高速动平衡机参数：最大转子重量：32000kg；最大转子直径：9000mm；最高运行转速8000rpm。

3 12000KW 汽轮机转子高速动平衡试验

3.1 转子情况:12000KW 汽轮机转子是广州广重企业集团有限公司返修转子，因机组运行中，负载变化时，转子发生轴向振动，导致转子汽封片与气缸隔板摩擦，汽封片部分损坏，返厂更换所有汽封片进行高速动平衡试验。转子参数如下：机组型号：C12-8.83/0.98//535；机组功率：12000KW；机组工作转速：6000rpm；转子重量：4365.5kg；转子总长：4194mm。

3.2 转子有两个平衡面，试验步骤：①转子在无试加重的原始状态下运转至工作转速，记录振动数据run1；②在第一个平衡面试加重24.1g、相位为100°运转于工作转速，记录振动数据run2；③取下位于第一个平衡面的试加重量，在第二个平衡面试加重24.1g、相位337°运转于工作转速，记录振动数据run3；④利用前面三次运行振动数据，由计算机辅助计算系统计算两个平衡面的影响系数，并得出转子在两个平衡面上应配重质量及相位，根据计算结果在两个平衡面上进行配重。⑤完成配重后将转子运行于工作转速，记录振动数据run4。⑥若转子振动值符合要求，则动平衡试验结束；反之，则在run4 基础上重新计算两个平衡面的影响系数，继续进行配重工作，直至转子振动符合要求为止。

3.3 试验振动评价标准 本次试验中，转子振动评价标准依据《GB/T 6557-2009 挠性转子机械平衡的方法和准则》及《GB/T9239-2006 机械振动 恒态（刚性）转子平衡品质要求》。

在平衡设备上的允许振动可用两种方式表示：①由现场允许的轴承振动计算得到的轴承支座振动；②由现场允许的轴振动计算得到的轴振动。本试验以第一种方式的振动评价转子振动水平是否符合标准，参照GB/T 6557-2009 及GB/T9239-2006 得出，该转子转速达到工作转速（6000rms/min）时两个轴承支座振动值均不能超过1.8 mm/s[4]。

3.4 试验数据（表1，图1）

表1

3.5 试验结果分析

经高速动平衡后，转子转速达到工作转速（6000rms/min）时，轴承支座1 振动值0.371mm/s，轴承支座2 振动值1.702mm/s，均小于振动限值1.8mm/s，故经动平衡配重后该转子的动平衡效果已达到合格水平。

4 结论

利用影响系数法对12000KW 汽轮机转子进行高速动平衡试验，较好地减少了不平衡量，大大地降低了转子振动，使转子的振动达到了运行合格标准以内。这表明结合影响系数法进行的汽轮机转子高速动平衡试验，是高效、精确且完全能满足生产运行需求的。

[1]邓旺群等.汽轮机轮子高速动平衡技术研究[J].汽轮机技术，2004,46(1).

[2]梁铨等.柔性转子动平衡条件及实现方法[J].黑龙江科技学院学报,2007,17(3).

[3]云峰等.汽轮机转子振动实验系统及其动平衡[J].电站系统工程，2010,26(4).

[4]周仁睦,转子动平衡原理、方法和标准[M].化学工业出版社.